自旋电子学

自旋电子学是从1980年代在关于固态器件自旋相关的电子输运现象的发现中出现了。这包括由Johnson和Silsbee于1985年观测到自旋极化电子从铁磁金属中注入到普通金属，和独立地由阿尔贝·费尔（Albert Fert）等人，和彼得·格林贝格（Peter Grünberg）等人于1988年发现的巨磁阻效应。

电子的自旋是本征角动量，它由于其轨道运动是与角动量分离的。沿任意轴的电子的自旋的投影（projection）的量值为，这意味着电子作为遵守自旋统计定理的一个费米子。类似于轨道角动量，自旋具有相关联的磁矩，其大小被表示为

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在固体中的许多电子的自旋可以共同行动来影响材料的磁性的和电子的特性，例如在铁磁性中赋予它永久性的磁矩。

硬盘的磁头是自旋电子学领域中，最早商业化的产品。此外，尚有许多充满潜力的应用，例如磁性随机存储器（MRAM）、自旋场发射晶体管、自旋发光二极管等。

摩托罗拉公司基于单个磁性隧道结开发了第一代256Kb磁性随机存储器（MRAM），以及读/写周期小于50纳秒的单个晶体管。Everspin公司已经开发出了4 Mb版本。第二代的MRAM技术正在开发中：热辅助切换（TAS） 和自旋转矩转矩（STT）。

另一种设计是赛道内存（Racetrack memory），在铁磁线的畴壁之间的磁化方向编码信息。

磁传感器可以使用GMR效应。

采用自旋极化的电子注入的应用已经显示门限电流降低和可控的圆偏振光相干光输出。例子包括半导体激光器。未来的应用可以包括基于自旋晶体管具有超过MOSFET器件的优势，例如陡峭的亚阈值斜率。